Ressourceneffiziente Fabrik

Bis 2050 wird die Zahl der auf der Erde lebenden Menschen von heute sieben auf schätzungsweise über neun Milliarden zunehmen. Ein großer Teil der Bevölkerung wird in Städten leben und dabei immer mobiler werden wollen. Gleichzeitig werden natürliche Ressourcen wie Wasser, Öl oder Erdgas, aber auch zahlreiche Metalle zunehmend knapper. Die industrielle Produktion ist der mit Abstand größte Rohstoffverbraucher in einem Industrieland und zusammen mit dem privaten Sektor auch der größte Verbraucher von Primär- und elektrischer Energie. Nach Angaben des „Institute for Advanced Sustainability Studies“ (IASS Potsdam) verursacht die Industrie allein in Deutschland 15 Prozent aller CO2-Emissionen und konsumiert 29 Prozent der Energie. Allerdings steuert sie auch 25 Prozent zum Bruttosozialprodukt bei und bietet 19 Prozent aller Arbeitsstellen.

Effiziente Industrie

Kein Wunder, dass der Bereich Ressourceneffizienz auch im Rahmen des Zukunftsprojektes „Industrie 4.0“ ein zentraler Punkt ist. Schließlich muss die Produktion mit immer weniger Rohstoffen und immer weniger Energie größere Mengen produzieren. „Industrie 4.0 ermöglicht eine höhere Produktions-, Energie- und Ressourceneffizienz und schafft damit die Voraussetzungen, um nachhaltig wirtschaftlich produzieren zu können“, heißt es in einer Studie der Unternehmensberatung PriceWaterhouseCoopers (PwC). Ausgangspunkt einer ressourceneffizienten Industrieproduktion ist dabei die „Fabrik der Zukunft“ selbst. Nach Angaben von Reimund Neugebauer, Institutsleiter Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz, wird sie über umweltfreundliche Energiequellen wie Photovoltaik, Wind- und Wasserkraft mit Energie versorgt. In Form von Energieleitständen kann dabei das Energieversorgungssystem mit dem Gebäude und den ablaufenden Prozessen gekoppelt und entsprechend abgestimmt werden. Ziel ist es außerdem, geschlossene Energie- und Ressourcenkreisläufe zu schaffen, also ungenutzte Energie in nutzbare Energie zu überführen. Damit wird der im Sinne der Wertschöpfung entstehende „Verlust“ von Energie und Ressourcen minimiert.

Sparsam bei gleichbleibender Qualität

Laut der Studie „Die Deutsche Elek­troindustrie – Innovationen für mehr Ressourceneffizienz“ des Zentralverbandes Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) lassen sich mit Hilfe intelligenter elektrotechnischer und elektronischer Automatisierungstechnik industrielle Fertigungsprozesse effizienter steuern. „Industriezweige, in denen der Ressourceneinsatz regelmäßig vergleichsweise hoch ist, wie etwa in der Strom- und Metallerzeugung, in der Papier- und Chemieindustrie, aber auch in den eher mittelständisch geprägten Industrien der Lebensmittelherstellung, können durch den konsequenten Einsatz von Systemlösungen enorme Ressourceneinsparpotenziale heben und so die optimale Nutzung von Ressourcen fördern“, heißt es in der zvei-Studie. Mit dem Fokus auf die Fabrik der Zukunft ist das Thema Energieeinsatz und Wärmeerzeugung von größter Bedeutung. Die Erhöhung der Energieeffizienz kann in produzierenden Unternehmen ein Schlüsselfaktor sein. Verschärfungen der Gesetze zugunsten der Umwelt und des Klimaschutzes führen zu strengeren Energie- und Emissionswerten. Wärme- und Stromverbrauch in Managementsysteme einzubinden ist eine Option für die virtuelle Fabrik. Produktionsspitzen werden automatisch in die Zeit mit günstiger und sauberer Energie gelegt. Innovative Speichersysteme sorgen für Nachschub an Energie und Wärme, wenn das PV-System oder die Energie aus der Biogasanlage nicht ausreichen.